JP7029923B2 - Unit with rotation mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、可動体の軸線周りの振れを補正可能な回転機構付きユニットに関する。 The present invention relates to a unit with a rotation mechanism capable of correcting runout around the axis of a movable body.

走行する車両や、飛行体などの移動体に搭載される撮像装置は、移動しながら風景を撮影するとき、移動体の姿勢に関わらず、撮像画像における水平線は水平に映し出されることが望ましい。このため、移動体が傾いても、かかる傾きを打ち消して移動体に搭載された撮像装置を水平にすることが提案されている。特許文献1には、撮影用のスタビライザーが開示されている。特許文献1のスタビライザーは、撮像装置が固定される固定部材に慣性センサが搭載されている。固定部材は、第1の回転軸に接続される第1のモータと、第1の回転軸と直交する第2の回転軸に接続される第2のモータによって直交する2方向に回転する。特許文献1では、慣性センサによってカメラが傾く際の角速度および加速度を検出し、モータの駆動電流を調節して撮像装置の傾きを補正する。また、第1の回転軸および第2の回転軸と直交する第3の回転軸に接続される第3のモータを用いて、直交する3方向の傾きを補正することもできる。 When an image pickup device mounted on a moving vehicle such as a traveling vehicle or a flying object captures a landscape while moving, it is desirable that the horizontal line in the captured image is projected horizontally regardless of the posture of the moving object. Therefore, even if the moving body is tilted, it has been proposed to cancel the tilting and make the image pickup device mounted on the moving body horizontal. Patent Document 1 discloses a stabilizer for photographing. In the stabilizer of Patent Document 1, an inertial sensor is mounted on a fixing member to which an image pickup apparatus is fixed. The fixing member is rotated in two directions orthogonal to each other by a first motor connected to the first rotation axis and a second motor connected to a second rotation axis orthogonal to the first rotation axis. In Patent Document 1, the inertial sensor detects the angular velocity and acceleration when the camera tilts, and adjusts the drive current of the motor to correct the tilt of the image pickup device. Further, it is also possible to correct the inclination in the three orthogonal directions by using the third motor connected to the first rotation axis and the third rotation axis orthogonal to the second rotation axis.

特開2015-177539号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-177539

特許文献1では、モータが接続される回転軸は、可動体(撮像装置および固定部材)の重心からずれている。従って、移動体が傾いて可動体が傾く際、モータが接続される回転軸周りに、可動体のイナーシャと角加速度に応じた運動エネルギーが発生する。このため、撮像装置の傾きを補正するためには、モータのトルクが、発生した運動エネルギーを打ち消すことができる大きさである必要がある。よって、十分なトルクを持つモータが必要となり、モータが大型化すると共に、消費電力も増大する。その結果、傾き補正用の装置が大型化する。また、携帯型の装置の場合には、電池が大型化するという問題もある。 In Patent Document 1, the rotation axis to which the motor is connected is deviated from the center of gravity of the movable body (imaging device and fixing member). Therefore, when the moving body is tilted and the movable body is tilted, kinetic energy corresponding to the inertia and the angular acceleration of the movable body is generated around the axis of rotation to which the motor is connected. Therefore, in order to correct the inclination of the image pickup device, the torque of the motor needs to be large enough to cancel the generated kinetic energy. Therefore, a motor having sufficient torque is required, and the size of the motor increases and the power consumption also increases. As a result, the device for tilt correction becomes large. Further, in the case of a portable device, there is also a problem that the battery becomes large.

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、可動体を回転させる回転機構付きユニットにおいて、可動体の軸線周りの傾きを少ないトルクのモータで補正することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to correct the inclination of the movable body around the axis with a motor having a small torque in the unit with a rotating mechanism for rotating the movable body.

上記課題を解決するために、本発明に係る回転機構付きユニットは、可動体と、前記可動体を軸線周りに回転可能に支持する支持体と、前記可動体を前記軸線周りに回転させる回転駆動機構と、を有し、前記回転駆動機構は、駆動源であるモータを備え、前記モータは、前記可動体と一体になって前記軸線周りに回転するロータ部を備え、前記可動体と前記ロータ部を備えた回転体の重心が前記軸線上に位置し、前記可動体は、前記回転体の重心を調整するためのバランス調整部と、電子部品が搭載される基板と、を備え、前記支持体は、前記基板を覆うカバーを備え、前記カバーは、前記基板と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the unit with a rotation mechanism according to the present invention includes a movable body, a support that rotatably supports the movable body around the axis, and a rotational drive that rotates the movable body around the axis. The rotary drive mechanism comprises a mechanism, and the rotary drive mechanism includes a motor that is a drive source, and the motor includes a rotor portion that is integrated with the movable body and rotates around the axis, and the movable body and the rotor. The center of gravity of the rotating body provided with the portion is located on the axis, and the movable body includes a balance adjusting portion for adjusting the center of gravity of the rotating body and a substrate on which electronic components are mounted, and supports the movable body. The body comprises a cover that covers the substrate, and the cover comprises a stopper that comes into contact with the substrate and regulates the rotation range of the movable body .

本発明では、可動体とモータのロータ部は、軸線周りに一体に回転するように連結されている。そして、回転体の重心は、回転体の軸線(回転中心軸線)上に位置するので、可動体の姿勢を維持するための必要トルクは、回転時の摩擦などの機械的損失(いわゆる、軸ロス)より大きなトルクであればよい。従って、可動体とロータ部の合計のイナーシャにかかわらず、軸ロスより大きなトルクのモータでさえあれば、可動体の姿勢を維持することができる。よって、可動体の傾きを補正する際、トルクの大きなモータを用いる必要がなく、小型のモータで可動体の姿勢を維持することができる。また、可動体の姿勢維持
のための消費電力を少なくすることができる。
In the present invention, the movable body and the rotor portion of the motor are connected so as to rotate integrally around the axis. Since the center of gravity of the rotating body is located on the axis of the rotating body (center axis of rotation), the torque required to maintain the posture of the movable body is mechanical loss such as friction during rotation (so-called shaft loss). ) It may be a larger torque. Therefore, regardless of the total inertia of the movable body and the rotor portion, the posture of the movable body can be maintained as long as the motor has a torque larger than the shaft loss. Therefore, when correcting the inclination of the movable body, it is not necessary to use a motor having a large torque, and the posture of the movable body can be maintained by a small motor. In addition, the power consumption for maintaining the posture of the movable body can be reduced.

また、本発明によれば、前記可動体は、前記回転体の重心を調整するためのバランス調整部を備える。従って、部品の寸法誤差や組み付け誤差等による重心ずれを調整して、回転体の重心が軸線上に位置するような構成を実現できる。また、回転体の重心を軸線上に精度良く位置合わせすることができる。従って、回転体の重心が軸線上に位置していない場合と比較して可動体を回転させるための必要トルクを小さくすることができ、トルクの小さなモータで可動体の傾きを補正できる。
さらに、本発明では、前記支持体は、前記可動体と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えるため、確実に回転範囲を規制できる。すなわち、本発明では、前記可動体が基板を備え、前記支持体は、前記基板を覆うカバーを備え、前記カバーは、前記基板と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備える。従って、カバーを外した状態ではストッパによる規制が行われないので、可動体を回転させてバランス調整を行うことができる。また、カバーを取り付けるだけでストッパを構成できるため、ストッパ機構を容易に構成できる。
Further, according to the present invention, the movable body includes a balance adjusting unit for adjusting the center of gravity of the rotating body . Therefore , it is possible to realize a configuration in which the center of gravity of the rotating body is located on the axis by adjusting the deviation of the center of gravity due to the dimensional error of the parts and the assembly error. In addition, the center of gravity of the rotating body can be accurately aligned on the axis. Therefore, the torque required to rotate the movable body can be reduced as compared with the case where the center of gravity of the rotating body is not located on the axis, and the inclination of the movable body can be corrected by a motor having a small torque.
Further, in the present invention, since the support is provided with a stopper that comes into contact with the movable body and regulates the rotation range of the movable body, the rotation range can be reliably regulated. That is, in the present invention, the movable body includes a substrate, the support includes a cover that covers the substrate, and the cover includes a stopper that comes into contact with the substrate and regulates the rotation range of the movable body. Therefore, since the stopper is not regulated when the cover is removed, the movable body can be rotated to adjust the balance. Further, since the stopper can be configured only by attaching the cover, the stopper mechanism can be easily configured.

本発明において、前記バランス調整部は、可動体の一部を構成するウェイト調整部材であり、前記ウェイト調整部材の一部を除去して前記回転体の重心を調整するように構成することができる。例えば、ウェイト調整部材を削って重心を調整することができる。このようにすると、ウェイト調整のために別部材のウェイトを用意する必要がない。従って、部品点数の削減を図ることができる。また、ウェイト調整部材を削る位置や削る量は調整の自由度が高く、微調整が可能である。従って、精度良く重心調整を行うことができる。 In the present invention, the balance adjusting unit is a weight adjusting member that constitutes a part of the movable body, and can be configured to adjust the center of gravity of the rotating body by removing a part of the weight adjusting member. .. For example, the center of gravity can be adjusted by scraping the weight adjusting member. In this way, it is not necessary to prepare a weight of another member for weight adjustment. Therefore, the number of parts can be reduced. In addition, the position and amount of the weight adjusting member to be scraped have a high degree of freedom in adjustment and can be finely adjusted. Therefore, the center of gravity can be adjusted with high accuracy.

本発明において、前記バランス調整部として、ウェイトと、前記ウェイトが固定されるウェイト配置部を備える構成を採用することができる。このようにすると、ウェイトの位置および取付重量の一方あるいは両方を調整して、回転体の重心を調整することができる。 In the present invention, as the balance adjusting unit, a configuration including a weight and a weight arranging unit to which the weight is fixed can be adopted. In this way, the position of the weight and one or both of the mounting weights can be adjusted to adjust the center of gravity of the rotating body.

この場合に、前記ウェイトは、半田により前記ウェイト配置部に固定される構成を採用することができる。半田による固定は、接着剤により固定した場合のような硬化時間を必要としないので、ウェイト調整工程の時間短縮を図ることができる。また、半田の量により重量の微調整が可能であるため、精度良く重心調整を行うことができる。 In this case, the weight may adopt a configuration in which the weight is fixed to the weight arrangement portion by soldering. Fixing with solder does not require a curing time as in the case of fixing with an adhesive, so that the time for the weight adjusting step can be shortened. Further, since the weight can be finely adjusted by the amount of solder, the center of gravity can be adjusted with high accuracy.

あるいは、前記ウェイトは、半田からなる構成を採用しても良い。半田を盛る量によりウェイトを調整する場合、微調整が可能であるため、精度良く重心調整を行うことができる。また、半田は接着剤のような硬化時間を必要としないので、ウェイト調整工程の時間短縮を図ることができる。更に、固形部材のウェイトを別途用意する必要がないので、部品点数を少なくすることができ、調整専用の部品の在庫も減らすことができる。加えて、半田は比重が大きいので、少量で重心調整を行うことができる。 Alternatively, the weight may adopt a configuration made of solder. When the weight is adjusted by the amount of solder piled up, fine adjustment is possible, so that the center of gravity can be adjusted with high accuracy. Further, since the solder does not require a curing time unlike an adhesive, the time of the weight adjusting step can be shortened. Further, since it is not necessary to separately prepare the weight of the solid member, the number of parts can be reduced and the inventory of parts dedicated to adjustment can be reduced. In addition, since the solder has a large specific gravity, the center of gravity can be adjusted with a small amount.

この場合に、前記ウェイト配置部は、前記基板に設けられている構成を採用することができる。このようにすると、ウェイトの配置の自由度が高い。また、基板にウェイト配置部を設けるので、半田によるウェイト調整が容易である。また、前記基板は、前記軸線を中心として径方向外側へ延びる延出部を備え、前記バランス調整部は、前記延出部に設けられていることが好ましい。このようにすると、軸線から離れた位置にウェイトを配置することができる。従って、軸線に対する重心の位置ずれを少ないウェイト量で調整することができる。また、延出部を設けることにより、基板上にウェイトを配置するスペースを容易に確保することができる。 In this case, the weight arranging portion can adopt the configuration provided on the substrate. In this way, the degree of freedom in arranging the weights is high. Further, since the weight arrangement portion is provided on the substrate, it is easy to adjust the weight by soldering. Further, it is preferable that the substrate includes an extending portion extending radially outward about the axis, and the balance adjusting portion is provided in the extending portion. In this way, the weight can be placed at a position away from the axis. Therefore, the positional deviation of the center of gravity with respect to the axis can be adjusted with a small weight amount. Further, by providing the extending portion, it is possible to easily secure a space for arranging the weight on the substrate.

本発明において、前記可動体は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記光学素子を通過した光が入射する撮像素子を備えた光学モジュールである構成を採用することができる。このようにすると、回転機構付きユニットを撮像装置として用いることができ、撮像装置における光学モジュールの傾きを補正できるため、撮像装置が移動体に搭載された場合に、移動体が傾いても光学モジュールの姿勢を維持することができる。よって、移動体の傾きによる撮影画像の乱れを抑制することができる。 In the present invention, the movable body can adopt a configuration which is an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an image pickup element in which light passing through the optical element is incident. In this way, the unit with a rotation mechanism can be used as an image pickup device, and the tilt of the optical module in the image pickup device can be corrected. Therefore, when the image pickup device is mounted on a moving body, the optical module is tilted even if the moving body is tilted. Can maintain the posture of. Therefore, it is possible to suppress the disturbance of the captured image due to the tilt of the moving body.

本発明において、前記可動体は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記
光学素子を通過した光が入射する撮像素子を備えた光学モジュールであり、前記バランス調整部は、前記ホルダに設けられている構成を採用することができる。このようにすると、回転機構付きユニットを撮像装置として用いることができ、撮像装置における光学モジュールの傾きを補正できる。よって、撮像装置が移動体に搭載された場合に、移動体の傾きによる撮影画像の乱れを抑制することができる。また、光学素子を保持するホルダにバランス調整部を設けることにより、可動体の径方向のサイズが大型化することを抑制でき、コンパクトにバランス調整部を設けることができる。よって、装置の外形が径方向に大型化することを抑制できる。
In the present invention, the movable body is an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an image pickup element in which light passing through the optical element is incident, and the balance adjusting unit is the holder. It is possible to adopt the configuration provided in. In this way, the unit with a rotation mechanism can be used as an image pickup device, and the inclination of the optical module in the image pickup device can be corrected. Therefore, when the image pickup device is mounted on the moving body, it is possible to suppress the disturbance of the captured image due to the tilt of the moving body. Further, by providing the balance adjusting portion in the holder that holds the optical element, it is possible to suppress the increase in the radial size of the movable body, and the balance adjusting portion can be provided compactly. Therefore, it is possible to prevent the outer shape of the device from becoming larger in the radial direction.

本発明において、前記可動体は、レーダ波を出射する送信部と、前記レーダ波の反射成分を受信する受信部を備える構成を採用することができる。このようにすると、回転機構付きユニットをレーダ装置として用いることができ、レーダ装置における送信部および受信部の傾きを補正できる。従って、例えば、障害物を検知するためのレーダ装置が移動体に搭載された場合に、移動体が傾いてもレーダ装置の姿勢を維持できる。よって、移動体の傾きによる障害物の検知結果の乱れを抑制でき、正確に障害物を検知できる。 In the present invention, the movable body can adopt a configuration including a transmitting unit that emits a radar wave and a receiving unit that receives a reflection component of the radar wave. In this way, the unit with a rotation mechanism can be used as a radar device, and the inclination of the transmitting unit and the receiving unit in the radar device can be corrected. Therefore, for example, when a radar device for detecting an obstacle is mounted on a moving body, the posture of the radar device can be maintained even if the moving body is tilted. Therefore, it is possible to suppress the disturbance of the obstacle detection result due to the inclination of the moving body, and it is possible to accurately detect the obstacle.

本発明において、前記支持体と前記可動体との前記軸線回りの相対位置回転における角加速度をθ´´とし、前記回転体のイナーシャをJとし、前記モータの最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすことを特徴とする。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
このようにすると、回転体の慣性モーメントより小さいトルクのモータで可動体の傾きを補正できる。従って、必要最小限のトルクを備えたモータで可動体の姿勢を維持することができる。
In the present invention, when the angular acceleration in the relative position rotation of the support and the movable body around the axis is θ'', the inertia of the rotating body is J, and the maximum torque of the motor is Tmax. It is characterized by satisfying the following formula (A).
θ'' ・ J> Tmax ・ ・ ・ ・ (A)
In this way, the inclination of the movable body can be corrected by a motor having a torque smaller than the moment of inertia of the rotating body. Therefore, the posture of the movable body can be maintained by the motor having the minimum necessary torque.

本発明において、前記支持体は、前記支持体を移動体に固定するための固定面を備え、前記移動体の前記軸線周りの傾きを検出する慣性センサを有し、前記回転駆動機構は、前記慣性センサの検出結果に基づいて前記可動体の姿勢を維持することが好ましい。また、前記慣性センサは、前記移動体または前記支持体の角速度および加速度を検出することが好ましい。このようにすると、慣性センサの検出結果に基づき、可動体の傾きを精度良く補正できる。また、支持体の固定面を介して支持体を移動体に固定することができ、移動体に回転機構付きユニットを統制することができる。また、移動体に搭載した回転機構付きユニットの可動体の姿勢を維持することができる。 In the present invention, the support has a fixing surface for fixing the support to the moving body, has an inertial sensor for detecting the inclination of the moving body around the axis, and the rotation driving mechanism is the same. It is preferable to maintain the posture of the movable body based on the detection result of the inertial sensor. Further, it is preferable that the inertial sensor detects the angular velocity and acceleration of the moving body or the support. By doing so, the inclination of the movable body can be corrected with high accuracy based on the detection result of the inertial sensor. Further, the support can be fixed to the moving body via the fixing surface of the support, and the unit with a rotation mechanism can be controlled by the moving body. In addition, the posture of the movable body of the unit with a rotation mechanism mounted on the moving body can be maintained.

本発明によれば、可動体とモータのロータ部は、軸線周りに一体に回転するように連結されている。そして、回転体の重心は、回転体の軸線(回転中心軸線)上に位置するので、可動体の姿勢を維持するための必要トルクは、回転時に発生する摩擦抵抗(いわゆる、軸ロス)より大きなトルクであればよい。従って、可動体とロータ部の合計の重量にかかわらず、軸ロスより大きなトルクのモータでさえあれば、可動体の姿勢を維持することができる。よって、可動体の傾きを補正する際、トルクの大きなモータを用いる必要がなく、小型のモータで可動体の姿勢を維持することができる。また、可動体の姿勢維持のための消費電力を少なくすることができる。
また、本発明によれば、前記可動体は、前記回転体の重心を調整するためのバランス調整部を備える。従って、部品の寸法誤差や組み付け誤差等による重心ずれを調整して、回転体の重心が軸線上に位置するような構成を実現できる。また、回転体の重心を軸線上に精度良く位置合わせすることができる。従って、回転体の重心が軸線上に位置していない
場合と比較して可動体を回転させるための必要トルクを小さくすることができ、トルクの小さなモータで可動体の傾きを補正できる。
さらに、本発明では、前記支持体は、前記可動体と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えるため、確実に回転範囲を規制できる。すなわち、本発明では、前記可動体が基板を備え、前記支持体は、前記基板を覆うカバーを備え、前記カバーは、前記基板と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備える。従って、カバーを外した状態ではストッパによる規制が行われないので、可動体を回転させてバランス調整を行うことができる。また、カバーを取り付けるだけでストッパを構成できるため、ストッパ機構を容易に構成できる。
According to the present invention, the movable body and the rotor portion of the motor are connected so as to rotate integrally around the axis. Since the center of gravity of the rotating body is located on the axis of the rotating body (center axis of rotation), the torque required to maintain the posture of the movable body is larger than the frictional resistance (so-called shaft loss) generated during rotation. It may be torque. Therefore, regardless of the total weight of the movable body and the rotor portion, the posture of the movable body can be maintained as long as the motor has a torque larger than the shaft loss. Therefore, when correcting the inclination of the movable body, it is not necessary to use a motor having a large torque, and the posture of the movable body can be maintained by a small motor. In addition, the power consumption for maintaining the posture of the movable body can be reduced.
Further, according to the present invention, the movable body includes a balance adjusting unit for adjusting the center of gravity of the rotating body. Therefore, it is possible to realize a configuration in which the center of gravity of the rotating body is located on the axis by adjusting the deviation of the center of gravity due to the dimensional error of the parts and the assembly error. In addition, the center of gravity of the rotating body can be accurately aligned on the axis. Therefore, the center of gravity of the rotating body is not located on the axis.
The torque required to rotate the movable body can be reduced as compared with the case, and the inclination of the movable body can be corrected by a motor having a small torque.
Further, in the present invention, since the support is provided with a stopper that comes into contact with the movable body and regulates the rotation range of the movable body, the rotation range can be reliably regulated. That is, in the present invention, the movable body includes a substrate, the support includes a cover that covers the substrate, and the cover includes a stopper that comes into contact with the substrate and regulates the rotation range of the movable body. Therefore, since the stopper is not regulated when the cover is removed, the movable body can be rotated to adjust the balance. Further, since the stopper can be configured only by attaching the cover, the stopper mechanism can be easily configured.

本発明を適用した回転機構付きユニットの分解斜視図である。It is an exploded perspective view of the unit with a rotation mechanism to which this invention is applied. 回転機構付きユニットの断面図である。It is sectional drawing of the unit with a rotation mechanism. カバーを取り外した回転機構付きユニットの正面図および背面図である。It is a front view and the rear view of the unit with a rotation mechanism with a cover removed. 可動体および回転駆動機構の分解斜視図である。It is an exploded perspective view of a movable body and a rotation drive mechanism.

以下、図面を参照して、本発明を適用した回転機構付きユニットの実施形態を説明する。図1は、本発明を適用した回転機構付きユニットの分解斜視図であり、図2は図1の回転機構付きユニットの断面図(図1のA-A断面図)である。回転機構付きユニット1は、支持体2と、支持体2によって軸線L回りに回転可能に支持される可動体3と、可動体3を軸線L回りに回転させる回転駆動機構4と、慣性センサ5を備えている。 Hereinafter, embodiments of a unit with a rotation mechanism to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an exploded perspective view of a unit with a rotation mechanism to which the present invention is applied, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the unit with a rotation mechanism of FIG. 1 (AA cross-sectional view of FIG. 1). The unit 1 with a rotation mechanism includes a support 2, a movable body 3 rotatably supported around the axis L by the support 2, a rotation drive mechanism 4 that rotates the movable body 3 around the axis L, and an inertial sensor 5. It is equipped with.

本明細書において、互いに直交する3方向をX方向、Y方向、Z方向とする。また、X方向の一方側をX1、他方側をX2とし、Y方向の一方側をY1、他方側をY2とし、Z方向の一方側をZ1とし、他方側をZ2とする。Z方向は軸線Lに沿う方向である。本形態の回転機構付きユニット1は撮像装置であり、可動体3は撮像用の光学モジュール10を備える。可動体3の軸線Lは光学モジュール10の光軸と一致する。また、Z方向の一方側Z1は光学モジュール10の被写体側L1であり、Z方向の他方側Z1は反被写体側L2である。可動体3の軸線L回りの回転は、光学モジュール10の光軸周りの回転(ローリング)に相当する。 In the present specification, the three directions orthogonal to each other are defined as the X direction, the Y direction, and the Z direction. Further, one side in the X direction is X1, the other side is X2, one side in the Y direction is Y1, the other side is Y2, one side in the Z direction is Z1, and the other side is Z2. The Z direction is a direction along the axis L. The unit 1 with a rotation mechanism of this embodiment is an image pickup device, and the movable body 3 includes an optical module 10 for image pickup. The axis L of the movable body 3 coincides with the optical axis of the optical module 10. Further, one side Z1 in the Z direction is the subject side L1 of the optical module 10, and the other side Z1 in the Z direction is the anti-subject side L2. The rotation of the movable body 3 around the axis L corresponds to the rotation (rolling) of the optical module 10 around the optical axis.

回転機構付きユニット1(撮像装置)は、車両や飛行体などの移動体に搭載される。あるいは、移動体に搭乗する人の頭部などに取り付けられて、ウェアラブル端末として使用される。回転機構付きユニット1は、軸線L(光軸)を前後方向に向けた姿勢を基準姿勢とする。基準姿勢において、X方向は左右方向となり、Y方向は上下方向となる。また、XZ面は水平面となる。 The unit 1 with a rotation mechanism (imaging device) is mounted on a moving body such as a vehicle or a flying object. Alternatively, it is attached to the head of a person on a moving body and used as a wearable terminal. The unit 1 with a rotation mechanism has a posture in which the axis L (optical axis) is directed in the front-rear direction as a reference posture. In the reference posture, the X direction is the left-right direction and the Y direction is the up-down direction. Further, the XZ plane is a horizontal plane.

かかる回転機構付きユニット1(撮像装置)は、移動体が走行中あるいは飛行中に基準姿勢から傾くと、可動体3が軸線L(光軸)周りに回転して傾くことがある。例えば、回転機構付きユニット1を搭載した2輪車を路面に対して傾けながら運転したり、回転機構付きユニット1を搭載したドローンの回頭運動が行われる場合には、可動体3が軸線Lに対して傾いて撮影画像に乱れが生じるため、撮像画像の品位が低下する。そこで、回転機構付きユニット1では、慣性センサ5を用いて、慣性センサ5の検出結果(角速度や加速度)に基づいて可動体3の傾きを補正するローリング補正を行う。 In the unit 1 with a rotation mechanism (imaging device), when the moving body is tilted from the reference posture during traveling or flight, the movable body 3 may rotate and tilt around the axis L (optical axis). For example, when a two-wheeled vehicle equipped with a unit 1 with a rotating mechanism is driven while tilting with respect to the road surface, or when a drone equipped with a unit 1 with a rotating mechanism is rotated, the movable body 3 is on the axis L. On the other hand, since the captured image is distorted due to tilting, the quality of the captured image deteriorates. Therefore, in the unit 1 with a rotation mechanism, the inertial sensor 5 is used to perform rolling correction for correcting the inclination of the movable body 3 based on the detection result (angular velocity and acceleration) of the inertial sensor 5.

(支持体)
図1、図2に示すように、支持体2は、ベースプレート21と、カバー22を備える。ベースプレート21とカバー22を組み立てると、Z方向(軸線L方向)から見て略長方形のケース20が構成される。ケース20の内側には、可動体3および回転駆動機構4が収容される。また、支持体2は、ベースプレート21に固定された回転駆動機構4の一部を備える。
(Support)
As shown in FIGS. 1 and 2, the support 2 includes a base plate 21 and a cover 22. When the base plate 21 and the cover 22 are assembled, a case 20 having a substantially rectangular shape when viewed from the Z direction (axis L direction) is configured. A movable body 3 and a rotation drive mechanism 4 are housed inside the case 20. Further, the support 2 includes a part of the rotation drive mechanism 4 fixed to the base plate 21.

(ケース)
ベースプレート21は、Z方向に対して垂直な板状のベース本体211を備えており、ベース本体211の外周縁より一回り内側には、Z方向の一方側Z1へ突出する枠部212が形成されている。枠部212の外周面には、Z方向の途中位置に段部213が形成されている。また、ベース本体211の外周縁の3箇所には、外周側へ突出する固定用突起214が形成されている。固定用突起214は、ベース本体211における上側(Y方向
の一方側Y1)の辺を除く3辺に設けられている。固定用突起214には、移動体に対して回転機構付きユニット1を固定するための固定孔215が形成されている。ベース本体211のZ方向の他方側Z2の面は、軸線Lに対して垂直な固定面216である。回転機構付きユニット1は、固定面216を移動体に当接させて移動体に固定される。また、固定用突起214には、固定孔215の内周側に位置決め孔217が形成されている。
(Case)
The base plate 21 includes a plate-shaped base body 211 that is perpendicular to the Z direction, and a frame portion 212 that protrudes to one side Z1 in the Z direction is formed inside the outer peripheral edge of the base body 211. ing. A step portion 213 is formed on the outer peripheral surface of the frame portion 212 at an intermediate position in the Z direction. Further, fixing protrusions 214 protruding toward the outer peripheral side are formed at three locations on the outer peripheral edge of the base main body 211. The fixing protrusions 214 are provided on three sides of the base body 211 excluding the upper side (one side Y1 in the Y direction). The fixing protrusion 214 is formed with a fixing hole 215 for fixing the unit 1 with a rotation mechanism to the moving body. The surface of the base body 211 on the other side Z2 in the Z direction is a fixed surface 216 perpendicular to the axis L. The unit 1 with a rotation mechanism is fixed to the moving body by bringing the fixing surface 216 into contact with the moving body. Further, the fixing protrusion 214 is formed with a positioning hole 217 on the inner peripheral side of the fixing hole 215.

カバー22は、Z方向に対して垂直な矩形の端板部221と、端板部221の外周縁からZ方向の他方側Z2へ向かって延びる側板部222と、端板部221のX方向の略中央からZ方向の一方側Z1へ突出する凸部223を備える。凸部223は、端板部221のY方向の一方側Y1寄り(基準姿勢における上側寄り)の位置に形成されている。凸部223は、Z方向から見て円形であり、先端側に向かうに従って縮径する筒状に形成されている。凸部223の先端には円形の窓部224が形成され、窓部224にはカバーガラス225が固定されている。回転機構付きユニット1において、凸部223の中心軸線は光学モジュール10の光軸である軸線Lと一致する。 The cover 22 has a rectangular end plate portion 221 perpendicular to the Z direction, a side plate portion 222 extending from the outer peripheral edge of the end plate portion 221 toward the other side Z2 in the Z direction, and an end plate portion 221 in the X direction. A convex portion 223 protruding from substantially the center to one side Z1 in the Z direction is provided. The convex portion 223 is formed at a position closer to Y1 on one side (closer to the upper side in the reference posture) of the end plate portion 221 in the Y direction. The convex portion 223 is circular when viewed from the Z direction, and is formed in a cylindrical shape whose diameter decreases toward the tip side. A circular window portion 224 is formed at the tip of the convex portion 223, and a cover glass 225 is fixed to the window portion 224. In the unit 1 with a rotation mechanism, the central axis of the convex portion 223 coincides with the axis L which is the optical axis of the optical module 10.

図2に示すように、ベースプレート21とカバー22は、カバー22の側板部222の内側にベースプレート21の枠部212が嵌まるように組み立てられる。側板部222のZ方向の途中位置には、外周側へ拡がる段部226が形成されている。カバー22側の段部226と、ベースプレート21側の段部213との間には、Oリングなどのシール部材23が配置される。また、カバー22の側板部222には、ベースプレート21の位置決め孔217とZ方向で対向する位置に位置決め突起227が形成される。ベースプレート21に対してカバー22を組み付ける際、位置決め孔217に位置決め突起227を嵌合させる。 As shown in FIG. 2, the base plate 21 and the cover 22 are assembled so that the frame portion 212 of the base plate 21 fits inside the side plate portion 222 of the cover 22. A step portion 226 extending toward the outer peripheral side is formed at an intermediate position of the side plate portion 222 in the Z direction. A sealing member 23 such as an O-ring is arranged between the step portion 226 on the cover 22 side and the step portion 213 on the base plate 21 side. Further, in the side plate portion 222 of the cover 22, a positioning protrusion 227 is formed at a position facing the positioning hole 217 of the base plate 21 in the Z direction. When assembling the cover 22 to the base plate 21, the positioning protrusion 227 is fitted into the positioning hole 217.

(回転駆動機構)
回転駆動機構4は、モータ40を備える。本形態のモータ40は、3相永久磁石モータである。図2に示すように、モータ40は、可動体3の軸線L(光学モジュール10の光軸)と、モータ40の回転軸線とが一致するように配置されている。モータ40は、モータ基板41と、モータ基板41の略中央に配置されるモータ本体40Aと、モータ基板41に実装されるモータ制御ユニット(図示省略)を備える。モータ基板41は、ベースプレート21の枠部212の内側に配置され、4隅がベース本体211に固定されている。慣性センサ5は、モータ基板41上の所定位置、例えば、図1、図2に示す破線の位置に搭載される。モータ制御ユニットは、慣性センサ5の検出結果に基づいてモータ本体40Aを駆動する。モータ基板41上にはコネクタ411が設けられ、コネクタ411にはフレキシブルプリント基板50の一端が接続される。フレキシブルプリント基板50は、コネクタ411からベース本体211の表面へ引き出される。
(Rotation drive mechanism)
The rotation drive mechanism 4 includes a motor 40. The motor 40 of this embodiment is a three-phase permanent magnet motor. As shown in FIG. 2, the motor 40 is arranged so that the axis L of the movable body 3 (the optical axis of the optical module 10) and the rotation axis of the motor 40 coincide with each other. The motor 40 includes a motor board 41, a motor body 40A arranged substantially in the center of the motor board 41, and a motor control unit (not shown) mounted on the motor board 41. The motor board 41 is arranged inside the frame portion 212 of the base plate 21, and its four corners are fixed to the base main body 211. The inertial sensor 5 is mounted at a predetermined position on the motor substrate 41, for example, at the position shown by the broken line shown in FIGS. 1 and 2. The motor control unit drives the motor body 40A based on the detection result of the inertial sensor 5. A connector 411 is provided on the motor board 41, and one end of the flexible printed circuit board 50 is connected to the connector 411. The flexible printed circuit board 50 is pulled out from the connector 411 to the surface of the base main body 211.

モータ本体40Aは、モータ基板41に形成されたモータ固定孔412に固定される筒状のスリーブ42と、スリーブ42の軸線L方向の一端および他端に保持される第1軸受43Aおよび第2軸受43Bと、第1軸受43Aおよび第2軸受43Bによって回転可能に支持されるロータ部44と、スリーブ42を介してモータ基板41に固定されるステータ部45を備える。ステータ部45は、軸線Lを中心として径方向に突出する複数の突極を備える環状のステータコア451と、ステータコア451の各突極に巻き回されるコイル452を備える。 The motor body 40A includes a tubular sleeve 42 fixed to a motor fixing hole 412 formed in the motor substrate 41, and a first bearing 43A and a second bearing held at one end and the other end of the sleeve 42 in the axis L direction. It includes a 43B, a rotor portion 44 rotatably supported by the first bearing 43A and the second bearing 43B, and a stator portion 45 fixed to the motor substrate 41 via a sleeve 42. The stator portion 45 includes an annular stator core 451 having a plurality of salient poles protruding in the radial direction about the axis L, and a coil 452 wound around each salient pole of the stator core 451.

ロータ部44は、軸線L方向に延びる回転軸46と、回転軸46に固定されるロータケース47と、ロータケース47に固定されるマグネット48を備える。回転軸46は、第1軸受43Aおよび第2軸受43Bによって回転可能に支持される。ロータケース47は、軸線Lに対して垂直な円形板部471と、円形板部471の外周縁からモータ基板41側(Z方向の他方側Z2)へ向かって延びる筒状部472を備えたカップ状の部材である
。マグネット48は、筒状部472の内周面に固定される。円形板部471の中央には円形の孔が開口しており、この孔の縁からモータ基板41とは反対側(Z方向の一方側Z1)へ立ち上がる環状部473が形成されている。
The rotor portion 44 includes a rotating shaft 46 extending in the L direction of the axis, a rotor case 47 fixed to the rotating shaft 46, and a magnet 48 fixed to the rotor case 47. The rotary shaft 46 is rotatably supported by the first bearing 43A and the second bearing 43B. The rotor case 47 is a cup provided with a circular plate portion 471 perpendicular to the axis L and a cylindrical portion 472 extending from the outer peripheral edge of the circular plate portion 471 toward the motor substrate 41 side (the other side Z2 in the Z direction). It is a member of the shape. The magnet 48 is fixed to the inner peripheral surface of the tubular portion 472. A circular hole is opened in the center of the circular plate portion 471, and an annular portion 473 that rises from the edge of the hole to the side opposite to the motor substrate 41 (one side Z1 in the Z direction) is formed.

ロータケース47は、回転軸46のZ方向の一方側Z1の端部を環状部473の内側に嵌合させることにより、回転軸46に固定されている。ロータケース47は、ステータ部45にZ方向の一方側Z1から被せられており、マグネット48は、ステータ部45の突極と径方向で対向する。回転軸46のZ方向の他方側Z2の端部は、第2軸受43BからZ方向の他方側Z2へ突出している。また、第1軸受43Aとロータケースの円形板部471との間には、環状のスペーサ49が配置されている。 The rotor case 47 is fixed to the rotary shaft 46 by fitting the end of the Z1 on one side of the rotary shaft 46 in the Z direction to the inside of the annular portion 473. The rotor case 47 covers the stator portion 45 from one side Z1 in the Z direction, and the magnet 48 faces the salient pole of the stator portion 45 in the radial direction. The end of the Z2 on the other side of the rotating shaft 46 in the Z direction protrudes from the second bearing 43B toward the other side Z2 in the Z direction. Further, an annular spacer 49 is arranged between the first bearing 43A and the circular plate portion 471 of the rotor case.

回転駆動機構4において、モータ基板41はベースプレート21に固定されており、スリーブ42、第1軸受43Aと第2軸受43B、およびステータ部45もスリーブ42を介してベースプレート21に固定されている。すなわち、モータ基板41、スリーブ42、第1軸受43Aと第2軸受43B、およびステータ部45は、支持体2の一部を構成する。一方、ロータ部44は、後述するように、光学モジュール10を備えた可動体3と結合され、可動体3と一体になって軸線L周りに回転するように構成されている。 In the rotary drive mechanism 4, the motor substrate 41 is fixed to the base plate 21, and the sleeve 42, the first bearing 43A and the second bearing 43B, and the stator portion 45 are also fixed to the base plate 21 via the sleeve 42. That is, the motor substrate 41, the sleeve 42, the first bearing 43A and the second bearing 43B, and the stator portion 45 form a part of the support 2. On the other hand, as will be described later, the rotor portion 44 is coupled to the movable body 3 provided with the optical module 10, and is configured to be integrated with the movable body 3 and rotate around the axis L.

図3はカバー22を取り外した回転機構付きユニット1の正面図および背面図であり、図3(a)は正面図(Z方向の一方側Z1から見た図)であり、図3(b)は背面図(Z方向の他方側Z2から見た図)である。図3(b)に示すように、ベース本体211には、2箇所に配線孔24、25が形成されている。配線孔24は円形孔であり、配線孔25はX方向に長い略矩形の孔である。ベースプレート21の背面側には、配線孔25を囲む筒状部26がZ方向の他方側Z2に突出している(図1参照)。図3(a)に示すように、モータ40用のフレキシブルプリント基板50は、ベースプレート21の底部に開口する配線孔25を覆うように配置される。図3(b)に示すように、フレキシブルプリント基板50に接続された端子ピン51は、フレキシブルプリント基板50から筒状部26の内側へ突出している。 3A and 3B are a front view and a rear view of the unit 1 with a rotation mechanism from which the cover 22 is removed, FIG. 3A is a front view (a view seen from one side Z1 in the Z direction), and FIG. 3B is a view. Is a rear view (a view seen from the other side Z2 in the Z direction). As shown in FIG. 3B, the base main body 211 is formed with wiring holes 24 and 25 at two locations. The wiring hole 24 is a circular hole, and the wiring hole 25 is a substantially rectangular hole long in the X direction. On the back surface side of the base plate 21, a cylindrical portion 26 surrounding the wiring hole 25 projects to the other side Z2 in the Z direction (see FIG. 1). As shown in FIG. 3A, the flexible printed substrate 50 for the motor 40 is arranged so as to cover the wiring hole 25 opened at the bottom of the base plate 21. As shown in FIG. 3B, the terminal pin 51 connected to the flexible printed board 50 projects from the flexible printed board 50 to the inside of the tubular portion 26.

(可動体)
図4は、可動体3および回転駆動機構4の分解斜視図である。可動体3は、光学モジュール10と結合プレート6を備える。結合プレート6は、光学モジュール10とロータ部44との間に配置されている。本形態では、可動体3がロータ部44と一体に回転するように構成されたダイレクトドライブ方式を採用している。結合プレート6は例えば金属板であり、図2に示すように、ロータケース47の円形板部471に対してZ方向の一方側Z1から当接し、ロータケース47に溶接等により固定される。なお、溶接でなく、ネジ固定により固定してもよい。ロータケース47の環状部473は、結合プレート6に設けられた円形孔61に嵌合する。
(Movable body)
FIG. 4 is an exploded perspective view of the movable body 3 and the rotation drive mechanism 4. The movable body 3 includes an optical module 10 and a coupling plate 6. The coupling plate 6 is arranged between the optical module 10 and the rotor portion 44. In this embodiment, a direct drive system is adopted in which the movable body 3 is configured to rotate integrally with the rotor portion 44. The coupling plate 6 is, for example, a metal plate, and as shown in FIG. 2, abuts on the circular plate portion 471 of the rotor case 47 from one side Z1 in the Z direction, and is fixed to the rotor case 47 by welding or the like. In addition, it may be fixed by screw fixing instead of welding. The annular portion 473 of the rotor case 47 fits into the circular hole 61 provided in the coupling plate 6.

光学モジュール10は、レンズユニット11と、レンズユニット11を保持するホルダ12と、ホルダ12の反被写体側L2(Z方向の他方側Z2)の端部に固定されるセンサ基板13と、センサ基板13に搭載される撮像素子14を備える。なお、センサ基板13には、撮像素子14以外の電子部品が搭載されていてもよい。レンズユニット11は、光学素子であるレンズ15を鏡筒16に組み付けて構成されている。撮像素子14は、光学モジュール10の光軸と一致する軸線L上に配置される。すなわち、撮像素子14は、レンズユニット11のレンズ15を通過した光が入射するように配置されている。図1、図4に示すように、ホルダ12は、直方体状の外形をした部材であり、レンズユニット11の反被写体側L2の端部を保持する。 The optical module 10 includes a lens unit 11, a holder 12 that holds the lens unit 11, a sensor substrate 13 fixed to the end of the holder 12 on the opposite side L2 (the other side Z2 in the Z direction), and a sensor substrate 13. The image pickup device 14 mounted on the vehicle is provided. An electronic component other than the image pickup device 14 may be mounted on the sensor substrate 13. The lens unit 11 is configured by assembling a lens 15, which is an optical element, to a lens barrel 16. The image pickup device 14 is arranged on the axis L that coincides with the optical axis of the optical module 10. That is, the image pickup device 14 is arranged so that the light that has passed through the lens 15 of the lens unit 11 is incident. As shown in FIGS. 1 and 4, the holder 12 is a member having a rectangular parallelepiped outer shape, and holds an end portion of the lens unit 11 on the anti-subject side L2.

図2に示すように、センサ基板13は、結合プレート6に対してZ方向の一方側Z1か
ら当接し、結合プレート6に固定される。これにより、結合プレート6を介して光学モジュール10とロータ部44とが一体化される。光学モジュール10、結合プレート6、および、ロータ部44は、一体に回転する回転体7を構成する。結合プレート6を介して光学モジュール10をロータ部44に固定すると、光学モジュール10は、カバー22に形成された凸部223の内側に配置される。レンズユニット11は、凸部223と同軸に配置され、レンズユニット11の先端は、凸部223の先端に設けられた窓部224に面する。従って、窓部224を通して光学モジュール10による撮像を行うことができる。
As shown in FIG. 2, the sensor substrate 13 abuts on the coupling plate 6 from one side Z1 in the Z direction and is fixed to the coupling plate 6. As a result, the optical module 10 and the rotor portion 44 are integrated via the coupling plate 6. The optical module 10, the coupling plate 6, and the rotor portion 44 constitute a rotating body 7 that rotates integrally. When the optical module 10 is fixed to the rotor portion 44 via the coupling plate 6, the optical module 10 is arranged inside the convex portion 223 formed on the cover 22. The lens unit 11 is arranged coaxially with the convex portion 223, and the tip of the lens unit 11 faces the window portion 224 provided at the tip of the convex portion 223. Therefore, the image can be taken by the optical module 10 through the window portion 224.

本形態では、結合プレート6は、ロータケース47の環状部473を介してロータ部44に対して位置決めされる。また、結合プレート6とセンサ基板13とが図示しない位置決め機構によって適正に位置決めされて固定されており、その結果、光学モジュール10の光軸(軸線L)と、ロータ部44の回転軸線とが一致するように組み立てられている。つまり、光学モジュール10および結合プレート6を備えた可動体3と、ロータ部44とは一体に回転する回転体7を構成しており、回転体7は、軸線L回りに回転するように構成されている。光学モジュール10とロータ部44とを直接固定せず、結合プレート6を介して光学モジュール10とロータ部44とを結合することにより、光学モジュール10の光軸(軸線L)とロータ部44の回転軸線とを一致させるための位置決め構造を設けることが容易となる。 In this embodiment, the coupling plate 6 is positioned with respect to the rotor portion 44 via the annular portion 473 of the rotor case 47. Further, the coupling plate 6 and the sensor substrate 13 are properly positioned and fixed by a positioning mechanism (not shown), and as a result, the optical axis (axis line L) of the optical module 10 and the rotation axis of the rotor portion 44 coincide with each other. It is assembled to do. That is, the movable body 3 provided with the optical module 10 and the coupling plate 6 and the rotor portion 44 form a rotating body 7 that rotates integrally, and the rotating body 7 is configured to rotate around the axis L. ing. By coupling the optical module 10 and the rotor portion 44 via the coupling plate 6 without directly fixing the optical module 10 and the rotor portion 44, the optical axis (axis line L) of the optical module 10 and the rotor portion 44 rotate. It becomes easy to provide a positioning structure for aligning with the axis.

図4に示すように、センサ基板13は、円形の基板中央部131と、基板中央部131から径方向外側へ延びる延出部132、133を備える。延出部132、133は、軸線Lを中心として径方向外側へ延びており、軸線Lを基準として径方向で反対側へ向かって延びている。X方向の一方側X1へ延びている延出部132には、コネクタ134が搭載される。コネクタ134には、センサ用のフレキシブルプリント基板52の一端が接続される。図1、図3に示すように、フレキシブルプリント基板52はコネクタ134からY方向の一方側Y1へ引き出された後、略直角に屈曲されてベース本体211の側へ延び、モータ本体40Aの外周側において周方向に引き回され、ベース本体211の配線孔24(図3(b)参照)に取り付けられたコネクタ部材53に接続されている。センサ用のフレキシブルプリント基板52は、全体として略U字状に撓んで引き回されているので、光学モジュール10が軸線L回りに回転する際、フレキシブルプリント基板52が変形して、センサ基板13の軸線L回りの回転が許容される。 As shown in FIG. 4, the sensor substrate 13 includes a circular substrate central portion 131 and extending portions 132 and 133 extending radially outward from the substrate central portion 131. The extending portions 132 and 133 extend radially outward with respect to the axis L, and extend radially outward with reference to the axis L. A connector 134 is mounted on the extending portion 132 extending to one side X1 in the X direction. One end of the flexible printed board 52 for the sensor is connected to the connector 134. As shown in FIGS. 1 and 3, the flexible printed circuit board 52 is pulled out from the connector 134 to one side Y1 in the Y direction, then bent at a substantially right angle and extends toward the base main body 211, and is on the outer peripheral side of the motor main body 40A. It is routed in the circumferential direction and connected to the connector member 53 attached to the wiring hole 24 (see FIG. 3B) of the base main body 211. Since the flexible printed circuit board 52 for the sensor is bent and routed in a substantially U shape as a whole, the flexible printed circuit board 52 is deformed when the optical module 10 rotates around the axis L, and the sensor board 13 Rotation around the axis L is allowed.

(ストッパ機構)
結合プレート6は、センサ基板13より一回り大きく、センサ基板13と相似形状である。結合プレート6は、センサ基板13の基板中央部131と重なる円形の部分と、センサ基板13の延出部132、133と重なる形状で径方向外側へ延びる矩形部分を備えており、センサ基板13全体をZ方向の他方側Z2から支持する。ロータ部44と一体になって可動体3が軸線L回りに回転する際、センサ基板13の延出部132、133およびこの部分と重なる結合プレート6の部分は、軸線Lを中心として回転する。
(Stopper mechanism)
The coupling plate 6 is one size larger than the sensor substrate 13 and has a similar shape to the sensor substrate 13. The coupling plate 6 has a circular portion that overlaps with the central portion 131 of the sensor substrate 13 and a rectangular portion that overlaps with the extending portions 132 and 133 of the sensor substrate 13 and extends outward in the radial direction. Is supported from the other side Z2 in the Z direction. When the movable body 3 is integrated with the rotor portion 44 and rotates around the axis L, the extending portions 132, 133 of the sensor substrate 13 and the portion of the coupling plate 6 that overlaps with this portion rotate about the axis L.

図2に示すように、支持体2には、カバー22の端板部221の裏面からZ方向の他方側Z2へ突出するストッパ29が形成されている。ストッパ29は、センサ基板13および結合プレート6よりZ方向の他方側Z2まで突出している。また、ストッパ29は、センサ基板13の延出部132、133の径方向外側の端部、および、延出部132、133と重なる形状で径方向外側へ延びる結合プレート6の矩形部分の径方向外側の端部よりも軸線Lに近い位置(径方向内側)に設けられている。従って、可動体3が軸線L回りに回転する際、センサ基板13および結合プレート6は、センサ基板13の延出部132、133および結合プレート6の矩形部分がストッパ29と干渉して可動体3の回転範囲が規制される。つまり、本形態では、ストッパ29は、可動体3の回転範囲を規制するストッパ機構を構成している。 As shown in FIG. 2, the support 2 is formed with a stopper 29 that protrudes from the back surface of the end plate portion 221 of the cover 22 to the other side Z2 in the Z direction. The stopper 29 protrudes from the sensor substrate 13 and the coupling plate 6 to the other side Z2 in the Z direction. Further, the stopper 29 is provided in the radial direction of the rectangular portion of the coupling plate 6 extending radially outward in a shape overlapping the extending portions 132 and 133 of the sensor substrate 13 and the extending portions 132 and 133. It is provided at a position closer to the axis L (inner in the radial direction) than the outer end. Therefore, when the movable body 3 rotates around the axis L, in the sensor substrate 13 and the coupling plate 6, the extending portions 132, 133 of the sensor substrate 13 and the rectangular portions of the coupling plate 6 interfere with the stopper 29, and the movable body 3 is the movable body 3. The rotation range of is regulated. That is, in this embodiment, the stopper 29 constitutes a stopper mechanism that regulates the rotation range of the movable body 3.

(バランス調整部)
センサ基板13において、基板中央部131からX方向の他方側X2へ延びている延出部133には、重心調整用のバランス調整部8が設けられている。バランス調整部8は、ウェイト81と、ウェイト81が固定されるウェイト配置部82を備える。本形態では、センサ基板13の延出部133の表面において、軸線Lから離れた先端側の領域にウェイト配置部82が設けられている。ウェイト81は、半田によってウェイト配置部82に固定される。バランス調整部8は、ウェイト配置部82に固定されるウェイト81の個数や重量、あるいは、固定に用いる半田の重量を調整可能に構成されている。回転機構付きユニット1は、製造時にバランス調整部8におけるウェイト81の個数や重量を調整して、回転体7の重心Gを回転体7の軸線L上に位置させるように、重心調整が行われる。なお、重心調整を行う際、ウェイト81の個数や重量だけでなく、半田の量を調整することもできる。また、ウェイト81を固定する位置をずらせて、重心を調整することもできる。
(Balance adjustment section)
In the sensor substrate 13, a balance adjusting portion 8 for adjusting the center of gravity is provided on the extending portion 133 extending from the central portion 131 of the substrate to the other side X2 in the X direction. The balance adjusting unit 8 includes a weight 81 and a weight arranging unit 82 to which the weight 81 is fixed. In this embodiment, on the surface of the extending portion 133 of the sensor substrate 13, the weight arranging portion 82 is provided in the region on the tip end side away from the axis L. The weight 81 is fixed to the weight arrangement portion 82 by soldering. The balance adjusting unit 8 is configured to be able to adjust the number and weight of the weights 81 fixed to the weight arranging unit 82, or the weight of the solder used for fixing. The unit 1 with a rotating mechanism adjusts the number and weight of the weights 81 in the balance adjusting unit 8 at the time of manufacture so that the center of gravity G of the rotating body 7 is positioned on the axis L of the rotating body 7. .. When adjusting the center of gravity, not only the number and weight of the weights 81 but also the amount of solder can be adjusted. Further, the center of gravity can be adjusted by shifting the position where the weight 81 is fixed.

回転体7の重心調整を行う場合には、回転機構付きユニット1のカバー22を取り外してストッパ29による回転規制が行われない状態とし、この状態で回転機構付きユニット1を基準姿勢に設置し、可動体3を回転させて重心ずれを検査する。 When adjusting the center of gravity of the rotating body 7, the cover 22 of the unit 1 with a rotating mechanism is removed so that the rotation is not restricted by the stopper 29, and the unit 1 with a rotating mechanism is installed in the reference posture in this state. The movable body 3 is rotated to inspect the deviation of the center of gravity.

本形態では、回転体7の重心Gが軸線L上に位置するように重心調整がなされている。このような構成では、可動体3の姿勢を維持するための必要トルクはロータ部44と支持体2とが接触している部分で発生する摩擦などの機械的損失(いわゆる、軸ロス)を上回るトルクであればよい。つまり、回転体7のイナーシャに応じたトルクで回転体7を回転させる必要はなく、軸ロスだけを考慮してモータ40のトルクを決定することができる。例えば、回転機構付きユニット1を搭載した移動体が傾くとき、支持体2に対して可動体3が軸線L回りに相対回転するが、この軸線L回りの相対位置回転が発生する場合の支持体2および移動体の角加速度をθ´´とし、回転体7のイナーシャをJとし、モータ40の最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすモータ40を用いることができる。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
In this embodiment, the center of gravity is adjusted so that the center of gravity G of the rotating body 7 is located on the axis L. In such a configuration, the torque required to maintain the posture of the movable body 3 exceeds the mechanical loss (so-called shaft loss) such as friction generated in the portion where the rotor portion 44 and the support 2 are in contact with each other. It may be torque. That is, it is not necessary to rotate the rotating body 7 with a torque corresponding to the inertia of the rotating body 7, and the torque of the motor 40 can be determined only in consideration of the shaft loss. For example, when the moving body equipped with the unit 1 with a rotation mechanism is tilted, the movable body 3 rotates relative to the support body 2 around the axis L, but the support body when the relative position rotation around the axis L occurs. When the angular acceleration of 2 and the moving body is θ'', the inertia of the rotating body 7 is J, and the maximum torque of the motor 40 is Tmax, the motor 40 satisfying the following equation (A) can be used.
θ'' ・ J> Tmax ・ ・ ・ ・ (A)

式(A)の意味は、回転体7の重心Gが軸線Lからずれていた場合に、回転体7を回転させるために必要なトルク(θ´´・J)よりも、ローリング補正に用いるモータ40の最大トルクTmaxが小さいということを意味する。ロータ部44と支持体2とが接触している部分で発生する摩擦などの機械的損失(いわゆる、軸ロス)は、回転体7を慣性モーメントに逆らって回転させるための必要トルクよりも小さい。従って、本形態では、小さなトルクのモータ40を用いてローリング補正を行うことができる。 The meaning of the formula (A) is that when the center of gravity G of the rotating body 7 deviates from the axis L, the motor used for rolling correction is more than the torque (θ ″ · J) required to rotate the rotating body 7. It means that the maximum torque Tmax of 40 is small. The mechanical loss (so-called shaft loss) such as friction generated at the portion where the rotor portion 44 and the support 2 are in contact with each other is smaller than the required torque for rotating the rotating body 7 against the moment of inertia. Therefore, in this embodiment, the rolling correction can be performed by using the motor 40 having a small torque.

(ローリング補正を行う際の制御)
回転機構付きユニット1において、モータ基板41には、図示しないモータ制御ユニットが実装されている。モータ制御ユニットは、慣性センサ5の検出結果に基づいてモータ40を駆動して、ローリング補正を行う。本形態では、慣性センサ5は、支持体2に搭載されている。従って、慣性センサ5は、支持体2の水平面に対する傾きを検出する。例えば、慣性センサ5は、支持体2が傾いた場合の傾きに関する情報として、支持体2の角速度、および、支持体2の加速度を検出する。モータ制御ユニットは、慣性センサ5によって検出された角速度および加速度に基づいて得られた傾きを補正する方向にモータ40を駆動する。その結果、可動体3は、基準姿勢を維持することができる。
(Control when performing rolling correction)
In the unit 1 with a rotation mechanism, a motor control unit (not shown) is mounted on the motor board 41. The motor control unit drives the motor 40 based on the detection result of the inertial sensor 5 to perform rolling correction. In this embodiment, the inertial sensor 5 is mounted on the support 2. Therefore, the inertia sensor 5 detects the inclination of the support 2 with respect to the horizontal plane. For example, the inertial sensor 5 detects the angular velocity of the support 2 and the acceleration of the support 2 as information regarding the tilt when the support 2 is tilted. The motor control unit drives the motor 40 in a direction that corrects the inclination obtained based on the angular velocity and acceleration detected by the inertial sensor 5. As a result, the movable body 3 can maintain the reference posture.

(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態の回転機構付きユニット1は、撮像用の光学モジュール10を備えた可動体3と、可動体3を光学モジュール10の光軸と一致する軸線L回りに回
転可能に支持する支持体2とを有しており、回転機構付きユニット1は、車両や飛行体に搭載される際、支持体2を介して移動体に固定される。回転機構付きユニット1は、可動体3を軸線L回りに回転させる回転駆動機構4を備えており、回転駆動機構4は、慣性センサ5およびモータ40を備える。従って、慣性センサ5の検出結果に基づいてモータ40を駆動してローリング補正を行うことができ、可動体3の傾きを精度良く補正できる。これにより、移動体が傾いた場合でも可動体3の姿勢を維持することができ、撮影画像の乱れを抑制することができる。
(Main effect of this form)
As described above, the unit 1 with a rotation mechanism of the present embodiment can rotate the movable body 3 provided with the optical module 10 for imaging and the movable body 3 around the axis L coincided with the optical axis of the optical module 10. It has a support 2 to support, and when mounted on a vehicle or a flying object, the unit 1 with a rotation mechanism is fixed to the moving body via the support 2. The unit 1 with a rotation mechanism includes a rotation drive mechanism 4 that rotates the movable body 3 around the axis L, and the rotation drive mechanism 4 includes an inertial sensor 5 and a motor 40. Therefore, the motor 40 can be driven to perform rolling correction based on the detection result of the inertial sensor 5, and the inclination of the movable body 3 can be corrected with high accuracy. As a result, the posture of the movable body 3 can be maintained even when the moving body is tilted, and the disorder of the captured image can be suppressed.

本形態では、可動体3とモータ40のロータ部44は、軸線L周りに一体に回転するように連結されている。すなわち、可動体3とロータ部44は、軸線L周りに一体に回転する回転体7を構成している。そして、回転体7は、その重心Gが回転体7の軸線L上に位置するように重心調整がなされている。これにより、回転機構付きユニット1は、ローリング補正の際に可動体3の姿勢を維持するための必要トルクが、回転時に発生する摩擦抵抗(いわゆる、軸ロス)より大きなトルクでさえあればよい。よって、モータ40の最大トルクを小さくすることができ、トルクの小さなモータ40で可動体3の姿勢を維持することができる。これにより、回転機構付きユニット1の小型化、省電力化を図ることができる。 In this embodiment, the movable body 3 and the rotor portion 44 of the motor 40 are connected so as to rotate integrally around the axis L. That is, the movable body 3 and the rotor portion 44 form a rotating body 7 that rotates integrally around the axis L. The center of gravity of the rotating body 7 is adjusted so that the center of gravity G is located on the axis L of the rotating body 7. As a result, the unit 1 with a rotation mechanism need only have a torque required for maintaining the posture of the movable body 3 at the time of rolling correction, which is larger than the frictional resistance (so-called shaft loss) generated during rotation. Therefore, the maximum torque of the motor 40 can be reduced, and the posture of the movable body 3 can be maintained by the motor 40 having a small torque. As a result, the unit 1 with a rotating mechanism can be miniaturized and power can be saved.

例えば、本形態では、支持体2と可動体3との軸線L回りの相対位置回転における角加速度をθ´´とし、回転体7のイナーシャをJとし、ローリング補正を行うための駆動源であるモータ40の最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすようにモータ40が選定されている。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
つまり、本形態では、回転体7の慣性モーメントより小さいトルクのモータ40で可動体3の傾きを補正できるので、必要最小限のトルクを備えたモータ40で可動体3の姿勢を維持することができる。従って、トルクの小さなモータ40で可動体3の姿勢を維持することができる。
For example, in this embodiment, the angular acceleration in the relative position rotation of the support 2 and the movable body 3 around the axis L is θ'', the inertia of the rotating body 7 is J, and it is a drive source for performing rolling correction. When the maximum torque of the motor 40 is Tmax, the motor 40 is selected so as to satisfy the following formula (A).
θ'' ・ J> Tmax ・ ・ ・ ・ (A)
That is, in this embodiment, since the inclination of the movable body 3 can be corrected by the motor 40 having a torque smaller than the moment of inertia of the rotating body 7, the posture of the movable body 3 can be maintained by the motor 40 having the minimum necessary torque. can. Therefore, the posture of the movable body 3 can be maintained by the motor 40 having a small torque.

本形態の可動体3は、回転体7の重心Gを調整するためのバランス調整部8を備えているため、部品の寸法誤差や組み付け誤差等による重心ずれを調整して、回転体7の重心Gが軸線L上に位置するような構成を実現できる。バランス調整部8は、ウェイト81と、ウェイト81を取り付けるためのウェイト配置部82を備える。従って、ウェイト81の位置および取付重量の一方あるいは両方を調整して、回転体7の重心Gを調整することができる。 Since the movable body 3 of the present embodiment includes a balance adjusting unit 8 for adjusting the center of gravity G of the rotating body 7, the center of gravity of the rotating body 7 can be adjusted by adjusting the deviation of the center of gravity due to a dimensional error of parts, an assembly error, or the like. It is possible to realize a configuration in which G is located on the axis L. The balance adjusting unit 8 includes a weight 81 and a weight arranging unit 82 for attaching the weight 81. Therefore, the center of gravity G of the rotating body 7 can be adjusted by adjusting one or both of the position of the weight 81 and the mounting weight.

本形態では、センサ基板13にウェイト配置部82が設けられている。従って、ウェイト81の配置の自由度が高い。また、ウェイト81を固定する際に半田での固定を行うことができる。半田による固定は、接着剤により固定した場合のような硬化時間を必要としないので、ウェイト調整工程の時間短縮を図ることができる。また、半田の量により重量を微調整することができるため、精度良く重心調整を行うことができる。 In this embodiment, the weight arrangement portion 82 is provided on the sensor substrate 13. Therefore, the degree of freedom in arranging the weight 81 is high. Further, when fixing the weight 81, it can be fixed with solder. Fixing with solder does not require a curing time as in the case of fixing with an adhesive, so that the time of the weight adjusting step can be shortened. Further, since the weight can be finely adjusted by the amount of solder, the center of gravity can be adjusted with high accuracy.

本形態では、ウェイト配置部82は、センサ基板13の延出部133に設けられているので、軸線Lから離れた位置にウェイト81を配置することができる。従って、少ないウェイト量でバランス調整を行うことができる。また、延出部133を設けることにより、センサ基板13上にウェイト81を配置するスペースを容易に確保することができる。更に、延出部133は、可動体3の回転範囲を規制するストッパ機構としても兼用されており、カバー22から突出したストッパ29を延出部133と干渉する位置に配置することにより、可動体3の回転範囲が規制される。従って、カバー22を組み立てるだけでストッパ機構を構成でき、可動体3の回転範囲を確実に規制できる。また、カバー22を外せば回転規制を解除できるため、カバー22を外した状態で可動体3を回転させて、バラン
ス調整を行うことができる。
In the present embodiment, since the weight arranging portion 82 is provided on the extending portion 133 of the sensor substrate 13, the weight 81 can be arranged at a position away from the axis L. Therefore, the balance can be adjusted with a small amount of weight. Further, by providing the extending portion 133, it is possible to easily secure a space for arranging the weight 81 on the sensor substrate 13. Further, the extension portion 133 is also used as a stopper mechanism for regulating the rotation range of the movable body 3, and by arranging the stopper 29 protruding from the cover 22 at a position where it interferes with the extension portion 133, the movable body The rotation range of 3 is regulated. Therefore, the stopper mechanism can be configured only by assembling the cover 22, and the rotation range of the movable body 3 can be reliably regulated. Further, since the rotation restriction can be released by removing the cover 22, the movable body 3 can be rotated with the cover 22 removed to adjust the balance.

(変形例)
(1)予め用意した固形部材のウェイト81を用いる代わりに、半田をウェイト81として用いることができる。ウェイト81が半田のみで構成されていれば、固形部材のウェイト81を別途用意する必要がないので、部品点数を少なくすることができ、調整専用の部品の在庫も減らすことができる。加えて、半田は比重が大きいので、少量で重心調整を行うことができる。また、半田であれば、微調整が容易である。従って、精度良くバランス調整を行うことができる。なお、半田でなく、他のペースト状のウェイトを用いることもできる。例えば、エポキシ樹脂に金属粒子を混入したいわゆる導電ペーストをウェイトとして用いることができる。
(Modification example)
(1) Instead of using the weight 81 of the solid member prepared in advance, solder can be used as the weight 81. If the weight 81 is composed of only solder, it is not necessary to separately prepare the weight 81 as a solid member, so that the number of parts can be reduced and the inventory of parts dedicated to adjustment can be reduced. In addition, since the solder has a large specific gravity, the center of gravity can be adjusted with a small amount. Further, if it is solder, fine adjustment is easy. Therefore, the balance can be adjusted with high accuracy. It should be noted that other paste-like weights may be used instead of solder. For example, a so-called conductive paste in which metal particles are mixed with an epoxy resin can be used as a weight.

(2)バランス調整部8は、センサ基板13でなくホルダ12に設けることもできる。例えば、ホルダ12の外周面をウェイト配置部とし、ホルダ12の外周面にウェイトを固定することができる。レンズユニット11を保持するホルダ12は径方向の寸法が小さいので、ホルダ12にバランス調整部8を設けることにより、可動体3の径方向のサイズが大型化することを抑制できる。よって、回転機構付きユニット1の外形が径方向に大型化することを抑制できる。 (2) The balance adjusting unit 8 may be provided on the holder 12 instead of the sensor board 13. For example, the outer peripheral surface of the holder 12 can be used as a weight arranging portion, and the weight can be fixed to the outer peripheral surface of the holder 12. Since the holder 12 that holds the lens unit 11 has a small radial dimension, it is possible to prevent the size of the movable body 3 from increasing in the radial direction by providing the balance adjusting portion 8 in the holder 12. Therefore, it is possible to prevent the outer shape of the unit 1 with a rotation mechanism from becoming larger in the radial direction.

(3)バランス調整部8は、ウェイト配置部82にウェイト81を取り付ける代わりに、可動体3の一部を構成するウェイト調整部材の一部を除去して重心ずれを調整するように構成することができる。例えば、ホルダ12の全周に削りしろを設けておき、削りしろの一部を削ってウェイト調整を行うように構成することができる。このようにすると、別部材のウェイトを別途用意する必要がないので、部品点数を少なくすることができ、部品の在庫も減らすことができる。また、削る量は微調整できるため、精度良くバランス調整を行うことができる。 (3) Instead of attaching the weight 81 to the weight arranging unit 82, the balance adjusting unit 8 is configured to remove a part of the weight adjusting member constituting a part of the movable body 3 to adjust the deviation of the center of gravity. Can be done. For example, a shaving margin may be provided on the entire circumference of the holder 12, and a part of the shaving margin may be scraped to adjust the weight. By doing so, since it is not necessary to separately prepare weights for separate members, the number of parts can be reduced and the inventory of parts can be reduced. Moreover, since the amount of scraping can be finely adjusted, the balance can be adjusted with high accuracy.

(4)上記形態では、慣性センサ5が支持体2に固定されているが、慣性センサ5は、回転機構付きユニット1が搭載される移動体に設けられていてもよい。支持体2は移動体に固定されているので、移動体の角速度および加速度に基づき、可動体3のローリング補正を行うことができる。 (4) In the above embodiment, the inertial sensor 5 is fixed to the support 2, but the inertial sensor 5 may be provided on a moving body on which the unit 1 with a rotation mechanism is mounted. Since the support 2 is fixed to the moving body, the rolling correction of the movable body 3 can be performed based on the angular velocity and acceleration of the moving body.

(5)上記形態の回転機構付きユニット1は、軸線L回りの振れ補正であるローリング補正のみを行うように構成されているが、ローリング補正に加えて、軸線Lと直交する第1軸と、軸線Lおよび第1軸と直交する第2軸の2軸周りの振れ補正を行うように構成してもよい。例えば、モータ基板41とベースプレート21との間に揺動支持機構を設けて、モータ基板41をX軸周りおよびY軸周りに回転可能に支持するとともに、モータ基板41をベースプレート21に対してX軸周りおよびY軸周りに回転させる揺動用駆動機構を設けることができる。このようにすると、ピッチ方向の振れ補正、および、ヨー方向の振れ補正を行うことができる。 (5) The unit 1 with a rotation mechanism of the above embodiment is configured to perform only rolling correction, which is a runout correction around the axis L, but in addition to the rolling correction, a first axis orthogonal to the axis L and a first axis. It may be configured to perform runout correction around two axes of the axis L and the second axis orthogonal to the first axis. For example, a swing support mechanism is provided between the motor board 41 and the base plate 21 to rotatably support the motor board 41 around the X axis and the Y axis, and the motor board 41 is supported by the X axis with respect to the base plate 21. A swing drive mechanism that rotates around and around the Y axis can be provided. By doing so, it is possible to perform runout correction in the pitch direction and runout correction in the yaw direction.

(6)上記形態では、回転体7の回転中心線である軸線Lが光軸と一致しているが、軸線Lは光軸と一致していなくてもよい。軸線Lが光学モジュール10の光軸からずれていても、バランス調整部8により重心Gを軸線L上に位置させることができる。 (6) In the above embodiment, the axis L, which is the rotation center line of the rotating body 7, coincides with the optical axis, but the axis L does not have to coincide with the optical axis. Even if the axis L is deviated from the optical axis of the optical module 10, the balance adjusting unit 8 can position the center of gravity G on the axis L.

(他の実施形態)
上記形態では、可動体3は撮像用の光学モジュール10を備えており、回転機構付きユニット1は撮像装置として用いられるものであったが、本発明は撮像装置以外にも適用できる。例えば、ミリ波レーダやレーザレーダなどのレーダ装置に適用することができる。この場合、可動体3として、レーダ波を出射する送信部と、レーダ波の反射成分を受信す
る受信部を備える構成を採用すればよい。本発明をレーダ装置に適用すれば、レーダ装置における送信部および受信部の傾きを補正できる。従って、例えば、障害物を検知するためのレーダ装置が移動体に搭載された場合に、移動体が傾いても送信部や受信部の姿勢を維持できる。よって、移動体の傾きによる障害物の検知結果の乱れを抑制でき、正確に障害物を検知できる。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the movable body 3 is provided with an optical module 10 for image pickup, and the unit 1 with a rotation mechanism is used as an image pickup device, but the present invention can be applied to other than the image pickup device. For example, it can be applied to a radar device such as a millimeter wave radar or a laser radar. In this case, the movable body 3 may be configured to include a transmitting unit that emits radar waves and a receiving unit that receives reflection components of radar waves. By applying the present invention to a radar device, it is possible to correct the inclination of the transmitting unit and the receiving unit in the radar device. Therefore, for example, when a radar device for detecting an obstacle is mounted on a moving body, the posture of the transmitting unit and the receiving unit can be maintained even if the moving body is tilted. Therefore, it is possible to suppress the disturbance of the obstacle detection result due to the inclination of the moving body, and it is possible to accurately detect the obstacle.

1…回転機構付きユニット、2…支持体、3…可動体、4…回転駆動機構、5…慣性センサ、6…結合プレート、7…回転体、8…バランス調整部、10…光学モジュール、11…レンズユニット、12…ホルダ、13…センサ基板、14…撮像素子、15…レンズ、16…鏡筒、20…ケース、21…ベースプレート、22…カバー、23…シール部材、24、25…配線孔、26…筒状部、29…ストッパ、40…モータ、40A…モータ本体、41…モータ基板、42…スリーブ、43A…第1軸受、43B…第2軸受、44…ロータ部、45…ステータ部、46…回転軸、47…ロータケース、48…マグネット、49…スペーサ、50…モータ用のフレキシブルプリント基板、51…端子ピン、52…センサ用のフレキシブルプリント基板、53…コネクタ部材、61…円形孔、81…ウェイト、82…ウェイト配置部、131…基板中央部、132、133…延出部、134…コネクタ、211…ベース本体、212…枠部、213…段部、214…固定用突起、215…固定孔、216…固定面、217…位置決め孔、221…端板部、222…側板部、223…凸部、224…窓部、225…カバーガラス、226…段部、227…位置決め突起、411…コネクタ、412…モータ固定孔、451…ステータコア、452…コイル、471…円形板部、472…筒状部、473…環状部、G…重心、L…軸線、L1…被写体側、L2…反被写体側 1 ... Unit with rotation mechanism, 2 ... Support, 3 ... Movable body, 4 ... Rotation drive mechanism, 5 ... Inertivity sensor, 6 ... Coupling plate, 7 ... Rotating body, 8 ... Balance adjustment unit, 10 ... Optical module, 11 ... lens unit, 12 ... holder, 13 ... sensor board, 14 ... image pickup element, 15 ... lens, 16 ... lens barrel, 20 ... case, 21 ... base plate, 22 ... cover, 23 ... seal member, 24, 25 ... wiring holes , 26 ... tubular part, 29 ... stopper, 40 ... motor, 40A ... motor body, 41 ... motor board, 42 ... sleeve, 43A ... first bearing, 43B ... second bearing, 44 ... rotor part, 45 ... stator part , 46 ... Rotating shaft, 47 ... Rotor case, 48 ... Magnet, 49 ... Spacer, 50 ... Flexible printed circuit board for motor, 51 ... Terminal pin, 52 ... Flexible printed circuit board for sensor, 53 ... Connector member, 61 ... Circular Hole, 81 ... Weight, 82 ... Weight arrangement part, 131 ... Board center part, 132, 133 ... Extension part, 134 ... Connector, 211 ... Base body, 212 ... Frame part, 213 ... Step part, 214 ... Fixing protrusion , 215 ... Fixed hole, 216 ... Fixed surface, 217 ... Positioning hole, 221 ... End plate part, 222 ... Side plate part, 223 ... Convex part, 224 ... Window part, 225 ... Cover glass, 226 ... Step part, 227 ... Positioning Projection 411 ... Connector, 412 ... Motor fixing hole, 451 ... Stator core, 452 ... Coil, 471 ... Circular plate part, 472 ... Cylindrical part, 473 ... Circular part, G ... Center of gravity, L ... Axis line, L1 ... Subject side, L2 ... Anti-subject side

Claims (14)

可動体と、
前記可動体を軸線周りに回転可能に支持する支持体と、
前記可動体を前記軸線周りに回転させる回転駆動機構と、を有し、
前記回転駆動機構は、駆動源であるモータを備え、
前記モータは、前記可動体と一体になって前記軸線周りに回転するロータ部を備え、
前記可動体と前記ロータ部を備えた回転体の重心が前記軸線上に位置し、
前記可動体は、前記回転体の重心を調整するためのバランス調整部と、電子部品が搭載される基板と、を備え、
前記支持体は、前記基板を覆うカバーを備え、
前記カバーは、前記基板と当接して前記可動体の回転範囲を規制するストッパを備えることを特徴とする回転機構付きユニット。
Movable body and
A support that rotatably supports the movable body around the axis, and
It has a rotation drive mechanism that rotates the movable body around the axis.
The rotary drive mechanism includes a motor that is a drive source.
The motor includes a rotor portion that is integrated with the movable body and rotates around the axis.
The center of gravity of the movable body and the rotating body provided with the rotor portion is located on the axis.
The movable body includes a balance adjusting unit for adjusting the center of gravity of the rotating body, and a substrate on which electronic components are mounted.
The support comprises a cover covering the substrate.
The cover is a unit with a rotation mechanism, which is provided with a stopper that comes into contact with the substrate and regulates the rotation range of the movable body .
前記バランス調整部は、可動体の一部を構成するウェイト調整部材であり、
前記ウェイト調整部材の一部を除去して前記回転体の重心を調整するように構成されていることを特徴とする請求項に記載の回転機構付きユニット。
The balance adjusting unit is a weight adjusting member that constitutes a part of the movable body.
The unit with a rotation mechanism according to claim 1 , wherein a part of the weight adjusting member is removed to adjust the center of gravity of the rotating body.
前記バランス調整部は、ウェイトと、前記ウェイトが固定されるウェイト配置部を備えることを特徴とする請求項に記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to claim 1 , wherein the balance adjusting unit includes a weight and a weight arranging unit to which the weight is fixed. 前記ウェイトは、半田により前記ウェイト配置部に固定されることを特徴とする請求項に記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to claim 3 , wherein the weight is fixed to the weight arrangement portion by soldering. 前記ウェイトは、半田からなることを特徴とする請求項に記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to claim 3 , wherein the weight is made of solder. 記ウェイト配置部は、前記基板に設けられていることを特徴とする請求項またはに記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to claim 4 or 5 , wherein the weight arrangement portion is provided on the substrate. 前記基板は、前記軸線を中心として径方向外側へ延びる延出部を備え、
前記バランス調整部は、前記延出部に設けられていることを特徴とする請求項に記載
の回転機構付きユニット。
The substrate includes an extension portion extending radially outward about the axis.
The unit with a rotation mechanism according to claim 1 , wherein the balance adjusting portion is provided in the extending portion.
前記可動体は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記光学素子を通過した光が入射する撮像素子を備えた光学モジュールであることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の回転機構付きユニット。 Any of claims 1 to 7 , wherein the movable body is an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an image pickup element in which light passing through the optical element is incident. The unit with a rotation mechanism described in item 1. 前記可動体は、光学素子と、前記光学素子を保持するホルダと、前記光学素子を通過した光が入射する撮像素子を備えた光学モジュールであり、
前記バランス調整部は、前記ホルダに設けられていることを特徴とする請求項からの何れか一項に記載の回転機構付きユニット。
The movable body is an optical module including an optical element, a holder for holding the optical element, and an image pickup element in which light passing through the optical element is incident.
The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 1 to 7 , wherein the balance adjusting unit is provided in the holder.
前記光学モジュールの光軸は、前記軸線と一致することを特徴とする請求項またはに記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to claim 8 or 9 , wherein the optical axis of the optical module coincides with the axis. 前記可動体は、レーダ波を出射する送信部と、前記レーダ波の反射成分を受信する受信部を備えることを特徴とする請求項1からの何れか一項に記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 1 to 7 , wherein the movable body includes a transmission unit that emits a radar wave and a reception unit that receives a reflection component of the radar wave. 前記支持体と前記可動体との前記軸線回りの相対位置回転における角加速度をθ´´とし、前記回転体のイナーシャをJとし、前記モータの最大トルクをTmaxとした場合に、以下の式(A)を満たすことを特徴とする請求項1から11の何れか一項に記載の回転機構付きユニット。
θ´´・J>Tmax・・・・(A)
When the angular acceleration in the relative position rotation of the support and the movable body around the axis is θ'', the inertia of the rotating body is J, and the maximum torque of the motor is Tmax, the following equation ( The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 1 to 11 , wherein A) is satisfied.
θ'' ・ J> Tmax ・ ・ ・ ・ (A)
前記支持体は、前記支持体を移動体に固定するための固定面を備え、
前記移動体または前記支持体の前記軸線周りの傾きを検出する慣性センサを有し、
前記回転駆動機構は、前記慣性センサの検出結果に基づいて前記可動体の姿勢を維持することを特徴とする請求項1から12の何れか一項に記載の回転機構付きユニット。
The support comprises a fixing surface for fixing the support to a moving body.
It has an inertial sensor that detects the inclination of the moving body or the support around the axis.
The unit with a rotation mechanism according to any one of claims 1 to 12 , wherein the rotation drive mechanism maintains the posture of the movable body based on the detection result of the inertial sensor.
前記慣性センサは、前記移動体または前記支持体の角速度および加速度を検出することを特徴とする請求項13に記載の回転機構付きユニット。 The unit with a rotation mechanism according to claim 13 , wherein the inertial sensor detects an angular velocity and an acceleration of the moving body or the support.
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